不锈钢球阀的材料选用与材料性能试验说明

1.长期以来，在化工、石油、医药和食品等工业部门中，控制、输送介质管路上的耐腐蚀阀门一样平常都采用不锈钢、珐琅、硅铁、陶瓷和聚四氟乙烯等耐腐蚀材料，玻璃钢是近 50 多年来发展敏捷的一种复合材料。玻璃钢是以玻璃纤维作加强材料、合成树脂作粘结剂的加强塑料。随着我国玻璃钢事业的发展，作为塑料基的加强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等。因为玻璃钢相对其他材料具有更加精良的耐化学介质腐蚀性，玻璃钢制管道和阀门已得到广泛应用。一样平常的不锈钢阀门在高温盐酸和酸碱交替条件下是不能使用的，在价格上玻璃钢阀门只有雷同尺寸不锈钢阀门的 1/3 左右。

2.目前国内玻璃钢不锈钢球阀所用材料的基体树脂大多采用改性酚醛树脂，加强纤维一样平常都采用短切纤维。如许的玻璃钢不锈钢球阀只能在 PN6 的工况下使用，大大限定了应用范围，使玻璃钢精良的耐腐蚀性能得不到允分发挥。为了知足各行业日益增加的阀门使用需求和各种严格苛刻使用环境的必要，必须对现有玻璃钢阀门的材料及制作工艺进行改进，使其适用于更高压力范围。本文首先对延续玻璃纤维加强玻璃钢的材料力学性能进行试验研究，在已知玻璃钢材料性能参数的基础上导出玻璃钢不锈钢球阀的设计要点。

3.不锈钢球阀材料选用

目前国内用于制造阀门的玻璃钢基体材料重要以环氧和酚醛两类树脂（包括其改性品种网站建设公司，如：聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛、二甲苯甲醛树脂改性酚醛、环氧酚醛等）为主，聚醋玻璃钢阀和改性峡喃树脂玻璃钢阀也有少量生产。作为加强材料的玻璃纤维也情势各异，但限于模压成型工艺，重要采用短切纤维加强情势。短玻纤加强的复合材料性能不高，各种玻璃钢阀的工作温度上限一样平常为 120~140℃，工作压力为 0.8~1.0MPa。这个工作压力范围仅相称于低压区的工作压力范围。

4 材料力学性能试验

4.1 试验材料

试验用材料即复合材料厚板材由延续玻璃纤维加强乙烯基树脂制成，纤维结构情势与成型工艺过程与新型玻璃钢 不锈钢球阀 制作所采用的延续加强纤维结构和成型工艺条件同等，纤维含量也雷同。为了便于试验确定面外（层间）加载条件下复合材料的性能，制作的原材料板材厚度为 60mm。

4.2 试验过程

根据标准要求的试验用试样的尺寸，制作了 8 组（每组 5 个）试样。

将试样固定在 CSS 电子全能试验机上，与负荷传感器、控制器、功率放大器和计算机等连接共同工作。沿着面内和面外两个方向，分别切割 5 根试样，共切割 10 根试样。试验在 25℃ 环境下进行，每组试验重复五次。

（l）拉伸试验

试验加载速度为 1mm/min，记录响应的位移一载荷曲线，连接感应器，同时面内拉伸使用 YJY-13B 引伸计记录对应的载荷一变形曲线。通过计算将记录的载荷一变形曲线转化为响应的应力一应变曲线，得到复合材料总体的拉伸弹性模量和拉伸强度。

（2）压缩试验

试验加载速度为 0.5mm/min，同时记录响应的位移一载荷曲线。压缩试验加力端是一向径为 80mm 的圆柱体，试样置于圆柱体的中间，通过试验机横梁的上下移动实现对试样加力。将记录的载荷一变形曲线转化为响应的应力一应变曲线后，得到复合材料的压缩弹性模量和压缩强度。

（3）弯曲试验

试验加载速度为 1mm/min，试样作为层合梁成都人事考试，进行横向三点弯曲试验，同时记录响应的中间位移一载荷曲线。通过计算将记录的载荷一变形曲线转化为响应的应力一应变曲线，得到复合材料的弯曲弹性模量和弯曲强度。

4.3 试验效果

从试验测得的延续纤维加强复合材料的面内材料性能效果平均值可以看出，采用延续纤维加强的玻璃钢的力学性能较用短切纤维加强的玻璃钢有明显的提拔，面内拉伸强度与短切纤维加强玻璃钢拉伸强度相比，进步两倍之多。这是因为作为玻璃钢加强材料的纤维是玻璃钢的重要承力部分，采用延续纤维加强以后，纤维的百分含量可高达 70 %，而短切纤维加强玻璃钢的纤维含量仅有 40% 左右。当然，玻璃钢的力学性能还和其他因素有关，比如树脂的种类等。

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